Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-02-03T12:08:21Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-02-03T12:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-02-03T12:08:21Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-02-03T12:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O crescimento anual no número de procedimentos realizados em Medicina Nuclear se deve em primeiro lugar à vantagem de não serem invasivos. Cerca de 80% dos diagnósticos realizados em Medicina Nuclear utilizam radiofármacos preparados com tecnécio-99m devido a suas características físicas ideais, disponibilidade e baixo custo. Dentre os radiofármacos utilizados para identificar processos de infecção e inflamação estão os leucócitos marcados com tecnécio-99m, considerado o padrão ouro e o citrato de gálio (67 Ga), atualmente comercializado no Brasi. Os leucócitos marcados possuem a desvantagem da técnica laboriosa de marcação nem sempre disponível nos centros de Medicina Nuclear, enquanto o citrato de gálio (67 Ga) não é específico e possui energias desfavoráveis para a dosimetria do paciente e para a aquisição de imagens. Neste cenário, novas moléculas para diagnóstico de focos de infecção têm sido pesquisadas, particularmente envolvendo biomoléculas, como os peptídeos antimicrobianos. Nesta categoria, a Ubiquicidina na forma de um fragmento sintético (UBI 29-41) despertou o interesse de pesquisadores que estudaram a marcação com tecnécio-99m utilizando métodos direto e indireto. Um reagente liofilizado de UBI 29-41descrito na literatura demonstrou eficácia no diagnóstico de focos de infecção utilizando-se imagens cintilográficas, porém o produto não está disponível no Brasil. O objetivo deste trabalho foi estudar a marcação do fragmento de UBI 29-41 com tecnécio-99m por método direto e avaliar a utilização de soluções tampão no procedimento de marcação, de modo a flexibilizar o volume da solução de pertecnetato de sódio a ser utilizado, o que constitui aspecto de ineditismo deste trabalho. O fragmento foi radiomarcado com diferentes volumes de soluções tampão alcalinas (carbonato e fosfato) e a utilização dos tampões em substituição à solução de hidróxido de sódio possibilitou realizar a marcação com diferentes volumes da solução de pertecnetato de sódio, sem comprometimento do rendimento de marcação. Uma formulação liofilizada foi avaliada, demonstrando estabilidade por período de 12 meses, viabilizando a produção rotineira do agente de marcação. Os estudos de biodistribuição das preparações efetuadas com os diferentes tampões demonstraram que os complexos formados apresentam características gerais de biodistribuição semelhantes ao composto padrão descrito na literatura, incluindo rápido clareamento sanguíneo e alta captação renal, condizente com a eliminação do produto por esta via. Entretanto, as preparações estudadas apresentaram captação hepática maior e captação renal menor que o composto padrão. As preparações estudadas captaram no foco de infecção provocado por S.aureus e demonstraram potencial para aplicação clínica no diagnóstico em Medicina Nuclear. Como pré-requisito para a realização de estudos clínicos de um novo composto foi realizado estudo de cito e genotoxicidade, cujos resultados demonstraram a segurança das preparações estudadas. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Technetium is the lightest element whose isotopes are all radioactive. Among them, 99Tc (hereafter simply referred as technetium or Tc) is the most abundant and raises great environmental concern due to its relatively long half-life of 2.14×105 years and the high mobility of pertechnetate, Tc(VII)O4, its most stable form under aerobic conditions. The reduction from Tc(VII) to Tc(IV) is one of the most successful strategies for Tc immobilization; however, the mechanism of this redox reaction is not yet fully understood. This presents a large gap in the general knowledge of technetium chemistry and a significant obstacle for the modeling of its reactivity in contexts like a nuclear waste repository. This thesis was developed in the frame of the BMWi funded VESPA II project, and it studies the surface-mediated reduction of 99Tc(VII) using a combination of fundamental chemistry and its application for remediation and nuclear waste management. First, spectro-electrochemical methods (cyclic voltammetry, rotating disk electrode, chronoamperometry coupled with UV-vis, Raman microscopy and nuclear magnetic resonance) were employed to study the reduction mechanism of 0.5 mM KTcO4 in non-complexing media (2 M NaClO4) in the pH range from 2.0 to 10.0. It was found that the mechanism depends on the pH. At pH 2.0 it splits into two steps: Tc(VII) gains 2.1 ± 0.3 electrons and becomes Tc(V) that rapidly reduces to Tc(IV) with the transfer of further 1.3 ± 0.3 electrons. In contrast, at pH ≥ 4.0 there is a direct transfer of 3.2 ± 0.3 electrons. The complete reduction of Tc(VII) yielded a black solid that was successfully characterized by NMR and Raman microscopy as Tc(IV) regardless of the initial pH at which the reaction occurred. Unfortunately, it was not possible to observe the Tc(V) species at pH 2.0 by the spectroscopic tools used. Second, the reductive immobilization of Tc(VII) by pure pyrite and a synthetic mixture marcasite-pyrite 60:40 (synthetic FeS2, with both minerals being polymorphs) was studied by a combination of batch sorption experiments (Tc-removal was studied varying pH, contact time, ionic strength and Tc concentration) and several spectroscopies and microscopies such as Raman microscopy, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and VIII X-ray absorption spectroscopy. It was found that both pyrite and the synthetic FeS2 promote the reduction of Tc(VII) to Tc(IV). In the case of pure pyrite, the Tc-removal is complete after one day in contact at pH ≥ 5.5. The spectroscopic analysis showed at pH 6.0 an inner-sphere complex between Tc(IV) dimers and hematite formed as secondary mineral on the pyrite surface. In contrast, at pH 10.0 Tc(IV) gets incorporated into surficial magnetite by replacing Fe3+ in octahedral position, with Fe2+ providing reasonable charge compensation for Tc4+. The presence of marcasite made the process slower and less efficient since the synthetic FeS2 was capable to remove 100% Tc from solution only after seven days in contact at 6.0 < pH ≤ 9.0 while the Tc-removal at pH 10.0 was only around 80%. At pH 6.0 the formation of hematite was also observed, suggesting that the formed Tc(IV) species at the surface is the same as with pure pyrite. However, at pH 10.0 the formation of sulfate minerals evidences a change of redox active species: S2- instead of Fe2+. This, combined with the fact that in both solids the formation of TcSx species was detected by XPS at pH 10.0, shows the potential of sulfur as another reducing agent for Tc(VII). The effect of polymorphism on the Tc removal is remarkable and this work shows the relevance of more studies on the interaction of radionuclei with other mineral polymorphs. Regardless of the kinetics of the Tc removal, both pyrite and synthetic FeS2 hindered the re-oxidation of Tc(IV) when exposed to ambient atmosphere for two months. This feature makes them good candidates for the remediation of technetium from contaminated waters. Moreover, natural attenuation effects can be expected for technetium in the near and far field of nuclear waste repositories wherever iron sulfide is present. The results presented in this work contribute to a better understanding of the fundamental aqueous chemistry of technetium and confirm pyrite, a ubiquitous mineral, as a very good candidate for technetium scavenging even in the presence of marcasite. These results close important gaps in thermodynamic databases that are needed for the safety assessment, i.e. modeling of fission products.

Understanding the transport and retention of radionuclides in the environment is important for protecting freshwater supplies and minimizing impact to biologic systems. Technetium-99 (Tc⁹⁹) is a radionuclide of interest due to its long half-life (2.13 x 10⁵ years) and toxicity. In the form of pertechnetate (TcO₄⁻), Tc is expected to move nearly unretarded in the subsurface. Under reducing conditions Tc can precipitate in low solubility Tc oxide (TcO₂·nH₂O) and/or Tc sulfide (Tc₂S[subscript x]) phases. The studies presented in this dissertation investigate the physiochemical mechanisms for the transport and retention of Tc. Transport studies determined that TcO₄⁻ would move at pore water velocity in unsaturated sediments. Geochemical studies of contaminated sediments determined that nearly ~ 25 % of the total Tc was retained in phases associated with iron oxide and aluminosilicate minerals, thus reducing the mobility of Tc. Studies of Tc₂S[subscript x] mineral phases, generated using nano Zero Valent Iron (nZVI) and sulfide (HS-) in sediments, determined that Tc could be stabilized in mineral phases as Tc₂S[subscript x] that were slower to reoxidize than TcO₂·nH₂O phases. / Graduation date: 2013 / Access restricted to the OSU Community at author's request from Feb. 14, 2013 - Feb. 14, 2014

Hintergrund: Ein sehr häufig in der nuklearmedizinischen Diagnostik genutztes Radionuklid ist 99mTc. Es emittiert Gammastrahlung mit einer relativ niedrigen Energie (140 keV) und hat eine kurze Halbwertszeit von 6 h. Zusätzlich zur Gammastrahlung entstehen bei jedem Zerfall von 99mTc Auger-Elektronen. Diese niederenergetischen Elektronen, sehr kurzer Reichweite verfügen über einen hohen LET und erzeugen somit eine ausreichende Energiedeposition, um direkte DSB zu erzeugen. Bei Untersuchungen zu Chemotoxizität und Radiotoxizität mit Zellexperimenten gilt es eine Vielzahl an verschiedenen Schutzmechanismen, Reparaturmechanismen und Signalkaskaden in Zellen zu beachten, welche häufig noch nicht vollständig erforscht sind. Um das schädigende Potential von unterschiedlichen Substanzen und Strahlenqualitäten auf die DNA zu untersuchen, wurde ein zellfreies System gewählt. Ziel dieser Arbeit war es, neben den Strahlenqualitäten der Alpha-, Beta, Gamma- und Röntgenstrahlung die Auger-Elektronen des 99mTc auf ihr Potential zur Induktion von DNA-Strangbrüchen zu untersuchen. Hierfür stand die Substanz 99mTc-HYNIC-DAPI zur Verfügung, welche 99mTc an das Plasmid binden und somit in direkte DNA-Nähe bringen kann. Material und Methode: Alle Versuche wurden mit dem Plasmid pUC 19, einem künstlich hergestellten, bakteriellen Plasmid mit 2686 Basenpaaren, welches als nackte DNA ohne Proteine vorliegt, durchgeführt. Der Vergleich zwischen bestrahltem Plasmid in Ab- und Anwesenheit des Radikalfängers DMSO gibt Hinweise darauf, ob Strangbrüche direkt induziert oder nach Radikalbildung indirekt erzeugt werden. Bei radikalvermittelter Wirkung verhindert DMSO DNA-Strangbrüche und die ungeschädigte Supercoiled-Plasmid-Konformation bleibt erhalten. Nach Bestrahlung des Plasmids erfolgte der Nachweis von Strangbrüchen mittels Agarose-Gelelektrophorese. Bekommt ein Plasmid Einzel- oder Doppelstrangbrüche, so verändert sich seine Konformation zu einem ringförmigen/open circle (ESB) oder einem linearen Plasmid (DSB). Durch veränderte Laufeigenschaften im Agarosegel sind die verschiedenen Konformationen voneinander trennbar. Nach Anfärben der DNA mit dem Fluoreszenzfarbstoff Ethidiumbromid konnte das fluoreszierende Plasmid fotografiert und die Intensität der Konformationsbanden quantifiziert werden. Ergebnisse: Zuerst wurde die Reproduzierbarkeit der Methodik überprüft und festgestellt, dass eine Korrelation zwischen Plasmidmasse und Fluoreszenzintensität besteht. Anschließend wurde in Vorversuchen gezeigt, dass die Inkubationstemperaturen, pH-Werte und der Radikalfänger DMSO keinen Einfluss auf die Plasmidintegrität haben. Bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlung, dem Beta-Strahler 188Re und dem nicht DNA-gebundenen Gamma-Strahler und Auger-Emitter 99mTc konnte mit steigender Dosis eine Zunahme an ESB festgestellt werden. Vergleichsproben mit DMSO zeigten keinen Anstieg von ESB, was auf eine radikalvermittelte 67 DNA-Schädigung mittels Reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) hinweist. Ab einer Energiedosis von ca. 80 Gy konnten nach Bestrahlung mit 188Re und 99mTc zusätzlich zu den ESB auch DSB nachgewiesen werden. DMSO konnte in den Vergleichsproben sowohl die ESB als auch die DSB erfolgreich verhindern. Bei einer sehr hohen Dosis ≥ 600 Gy zeigte DMSO Kapazitätsgrenzen und es konnten nicht mehr alle Strangbrüche verhindert werden. Die Bestrahlung mit dem Alpha-Strahler (hoher LET) 223Ra fügte, im Vergleich zu Strahlung mit niedrigem LET, dem Plasmid überproportional viele DSB zu. Einige dieser DSB konnten nicht durch DMSO verhindert werden, was auf einen direkten DNA-Schaden bzw. eine zu hohe Radikaldichte hinweist. Ein noch stärkerer direkter Effekt konnte beobachtet werden, wenn 99mTc über die Substanz 99mTc-HYNIC-DAPI an DNA gebunden wurde. Dabei konnten schon ab einer Energiedosis von 4 Gy DSB erzeugt werden, welche trotz Radikalfänger nicht verhindert werden konnten. Schlussfolgerung: Dieser bei 99mTc-HYNIC-DAPI beobachtete Effekt wird den Auger-Elektronen zugeschrieben. Aufgrund ihrer kurzen Reichweite und ihres hohen LET sind sie in der Lage direkte DSB zu erzeugen, wenn sie DNA-gebunden sind oder sich in geringem Abstand zur DNA befinden. Die Ergebnisse der Experimente weisen auf ein therapeutisches Potential von 99mTc hin. Weitere Untersuchungen müssen zeigen, ob eine Adressierung von 99mTc an die DNA im Zellkern einer intakten Zelle zu verwirklichen ist und ob DNA-gebundenes 99mTc durch die Energie der Auger-Elektronen den Zelltod herbeiführen kann. Im nächsten Schritt sollte die Erforschung von Trägersubstanzen erfolgen, welche es ermöglichen Auger-Emitter spezifisch an die DNA von Tumorzellen zu koppeln. / Introduction and aim of the study: A radionuclide commonly used in diagnostic nuclear medicine is 99mTc. It emits gamma rays with a relatively low energy (140 keV) and has a short half-time (6h). In addition to gamma rays, 99mTc radiates so called Auger-electrons with low energy, low range and high linear energy transfer. Due to the high-LET Auger-electrons have a sufficient energy deposition to induce direct double-strand breaks to the DNA. In these experiments we used plasmid DNA to evaluate damage induced to biological systems by different chemotoxical substances and radionuclides as well as external radiation. By using plasmids instead of cell cultures we avoid lots of unexplored signal pathways in cells and it is possible to quantify chemotoxical and radiation damage to the DNA. Materials and methods: The double-stranded plasmid pUC 19 with 2686 bp is used in all experiments. It is a synthetically produced bacterial plasmid without any proteins. To distinguish between directly and indirectly (radical induced) induced damage we used the radical scavenger DMSO. Indirectly induced damage via reactive oxygen species (ROS) can be prevented by DMSO. The quantification of supercoiled forms, single strand breaks (SSB) and double strand breaks (DSB) was measured by the method of agarose gel electrophoresis. After the electrophoresis, agarose gels are dyed in ethidium bromide and imaged with a ccd-camera using ultraviolet transillumination. The bands of the different plasmid forms were quantified through the FIJI computer program. Results: First of all a correlation between plasmid mass and fluorescence intensity was shown. In a pretrial no damaging effect to the plasmid from incubation temperature, pH-value and radical scavenger DMSO appeared. Afterwards we examined chemotoxical SnCl2, external x-rays, the alpha emitter 223Ra, the beta emitter 188Re, gamma- and Auger-emitter 99mTc and the DNA-bound 99mTc-HYNIC-DAPI. The radical scavenger DMSO was used to differentiate between indirect (radical induced) and direct DNA-damage. All different radiation qualities showed an increasing DNA-damage with increasing energy dose. For the low-LET radiation qualities like chemotoxical SnCl2, external x-rays, the beta emitter 188Re and not DNA-bound 99mTc, DMSO showed the quality to prevent the damage. After the deposition of an energy dose ≥ 600 Gy DMSO showed a limitation in his scavenger capacity. During radiation with high-LET beams like 223Ra or DNA-bound 99mTc-HYNIC-DAPI DMSO showed less or nearly no ability to prevent DNA-damage. A 4 Gy dose of 99mTc-HYNIC-DAPI was able to induce DSB into the plasmid. These DSB could not be prevented by DMSO. The lower ESB:DSB ratio for high-LET beams also displays that direct damage is more likely to create DSB than indirect damage. Conclusion: In conclusion we can say that DNA-bound 99mTc-HYNIC-DAPI was most appropriate to induce DSB via a direct effect. It was impossible to prevent this damage due to adding the 69 radical scavenger DMSO. We attribute this to low range, low-LET Auger-electrons and suppose that it may be possible to use DNA-bound 99mTc for therapeutic purpose. Further research has to show if 99mTc can be targeted to the DNA of intact cells and if suitable tracers can be found to safely target and kill tumor cells.

Esta tese apresenta a síntese e a caracterização de novos complexos de rênio e tecnécio utilizando como agentes complexantes ligantes assimétricos do tipo base de Schiff e ligantes triaminas derivadas da dietilenotriamina. Os ligantes assimétricos foram sintetizados através de reações de condensação entre 2,2\'-dihidroxibenzofenona e as aminas alifáticas etilenodiamina e dietilenotriamina, formando, respectivamente, os ligantes 2,2\'-(((2-aminoetill)imino)metileno)difenol(HL1) e 2,2\'-(((2-((2-aminoetil)amino)etil)imino) metileno)difenol (HL2). Os ligantes simétricos foram sintetizados através de reações de condensação entre benzaldeído, 4-hidroxibenzofenona e 3- e 4-metoxibenzaldeído com a amina alifática dietilenotriamina, formando, respectivamente, os ligantes simétricos tridentados tricloridrato de N1-benzil-N2-(2-(benzilamino)etil)etano-1,2-diamina (HL3), 4,4\'-(((azanodiilbis(etano-2,1-diil))bis- (azanediil))bis(phenilmetileno))difenol (HL4), tricloridrato de N1-(4-metoxibenzil)-N2-(2-((4-metoxibenzil)amino)etil) etano-1,2-diamina (HL5) e tricloridrato de N1-(3-metoxibenzil)-N2-(2-((3-metoxibenzil)amino)etil)etano-1,2-diamina (HL6). Reações de complexação foram conduzidas com os precursores metálicos de ReI eTcI. O complexo [Re(CO)5Br] foi utilizado como precursor de ReI. Foi obtido o complexo neutro do tipo fac-[Re(CO)3(L1)] e complexos catiônicos do tipo fac-[Re(CO)3(HL2,3,4,5,6)]Br. Os ligantes e complexos foram caracterizados por ponto de fusão, análise elementar (CHN), espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de absorção na região do ultravioleta visível, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H e 13C, espectrometria de massas (MS-ESI) e, no caso dos complexos com os ligantes HL1,2,5,6, difração de raios X pelo método do monocristal. Foi realizada a marcação do ligante HL3 com o complexo fac-[[99mTc](H2O)(CO)3]+, formando o complexo fac-[[99mTc](CO)3(HL3)]Br e outras espécies em solução, que foram separadas por HPLC. Adicionalmente, realizou-se um estudo comparativo entre o método convencional de síntese (aquecimento) com o método de síntese no qual microondas são utilizadas. O complexo de tecnécio foi caracterizado por HPLC e eletroforese em papel. Foram realizados testes de estabilidade em cisteína, histidina e tampão PBS. Os testes de estabilidade mostraram que o complexo apresenta boa estabilidade por período de 3 horas. Foi determinado o coeficiente de partição desse complexo, tendo sido observado o caráter lipofílico do mesmo. Foram também realizados testes biológicos in vitro de captação e extrusão com células B16F10 (melanoma murino), onde as células captaram o complexo fac-[[99mTc](CO)3(HL3)]Br,em torno de 4,2%, e mantiveram retidas em seu interior cerca de 20% do complexo, após 60 minutos de incubação. O teste de viabilidade celular por azul de Tripan, mostrou estabilidade das células, durante os experimentos de captação e extrusão, frente às espécies radioativas, apresentando uma viabilidade celular superior a 90% em todos os casos. / This thesis presents the synthesis and characterization of novel rhenium and technetium complexes using as complexing agents asymmetric ligands (Schiff\'s bases type ligands) and triamines ligands derived from diethylenetriamine. The asymmetric ligands were synthesized by condensation reactions between 2,2\'-dihydroxybenzophenone and the aliphatic amines ethylenediamine and diethylenetriamine, giving rise, respectively, to the ligands 2,2\'-(((2-aminoetill)imino) methylene)diphenol (HL1) and 2,2\'-(((2-((2-aminoethyl)amino)ethyl)imino) methylene) diphenol (HL2). The symmetrical ligands were synthesized by condensation reactions between benzaldehyde, 4-hydroxybenzophenone and 3- and 4-methoxybenzaldehyde with the aliphatic amine diethylenetriamine, resulting in the formation, respectively, of the symmetrical tridentated ligands trihydrochloride N1-benzyl-N2-(2-(benzylamino)ethyl)ethane-1,2-diamine (HL3), 4,4\'-(((azanodiilbis(ethane-2,1-diyl))bis(azanediil))bis(phenilmetileno))diphenol (HL4), trihydrochloride N1-(4-methoxybenzyl)-N2-(2-((4-methoxybenzyl)amino)ethyl)ethane-1,2-diamine (HL5) and trihydrochloride N1-(3-methoxybenzyl)-N2-(2-((3-methoxybenzyl)amino)ethyl)ethane-1,2-diamine (HL6). Complexation reactions were carried out using ReI and TcI as metal precursors. The complex [Re(CO)5Br] was used as ReI precursor. Neutral complexe of the type fac-[Re(CO)3(L1)] and cationic complexes of the type fac-[Re(CO)3(HL2,3,4,5,6)]Br were obtained. The ligands and complexes were characterized by melting point, elemental analysis (CHN), infrared absorption spectroscopy, UV-visible absorption spectroscopy, 1H and 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry (MS-ESI) and for the complexes with the ligands HL1,2,5,6, single crystal X ray diffraction method. Labeling studies were carried out for the HL3 ligand with the complex fac-[[99mTc](H2O)(CO)3]+, forming the complex fac-[[99mTc](CO)3(HL3)]Br and other species in solution, which were separated by high performance liquid chromatography (HPLC). Additionally, a comparative study was done between the conventional (heating) and the synthesis method using microwaves. The technetium complex was characterized by HPLC and electrophoresis on paper. Stability tests were conducted on cysteine, histidine and PBS buffer. The stability tests showed that the compound presents good stability over a 3 hour period. The lipophilic character of the complex was confirmed by the determination of the partition coefficient. In addition, In vitro biolgical tests of captation and influx were performed on B16F10 cells (murine melanoma). The cells captured around 4.2% of the complex fac-[[99mTc](CO)3(HL3)]Br and retained 20% of the amount inside after 60 minutes of incubation. The Trypan blue exclusion test of cell viability showed stability of the cells during the influx and captation experiments, front of the radioactive species, showing cell viability greater than 90% in all cases.

A importância do aumento da permeabilidade e da limpeza da dentina radicular está ligada à melhora da sanificação e obturação do sistema de canais radiculares. Este estudo teve como objetivo, avaliar as variações da permeabilidade dentinária radicular de dentes humanos, após o preparo químico-cirúrgico e irradiação com laseres de Er: YAG, Nd:YAG, por meio da utilização do radioisótopo 99mTc livre, assim como, analisar, valendo-se da microscopia eletrônica de varredura (MEV) a limpeza, contaminação e aderência bacteriana valendo-se de inoculação de Enterococcus faecalis. Trinta raízes palatinas de primeiros pré-molares superiores humanos hígidos e foram preparadas pela técnica seriada. Posteriormente, foram divididas, aleatoriamente, em 3 grupos experimentais com 10 raízes cada: G1 - controle, G2 - irradiação com laser de Er:YAG e G3 - irradiação com laser de Nd:YAG. As amostras preparadas receberam quantidade suficiente de 99mTc livre no interior do canal radicular para o prenchimento do mesmo e colocadas em tubos de ensaio contendo 1mL de solução salina. Após 1 hora, a contagem do isótopo radioativo (99mTc) foi realizada. Findo esse período, 3 raízes foram processadas para análise da limpeza dentinária radicular por MEV e os canais radiculares das 7 raízes restantes foram contaminados com Enterococcus faecalis por 21 dias. A presença e aderência microbiana foram constatadas e avaliadas por fotomicrografias eletrônicas. O tratamento estatístico dos dados permitiu concluir que a o G3 provocou uma diminuição significativa da permeabilidade dentinária radicular; o G2 e o G1, em relação à permeabilidade dentinária radicular, não apresentaram diferença estatisticamente significante em nível de 5%; o G2 mostrou-se eficiente na limpeza das paredes dentinárias do canal radicular e, o G1 apresentou os menores índices de aderência e contaminação da parede dentinária radicular, nos diferentes terços avaliados, sendo maior no G2, seguido pelo G3. / The permeability increasing and the cleanliness of root dentin walls are important to improve the sanitization and root canal filling. Thus, this study aimed to evaluate the variations of root dentin permeability of human teeth, after endodontic preparation followed by Er:YAG and Nd:YAG laser irradiation, using free Technetium-99m radioisotope (99mTc) as tracer. Additionally, SEM images were analyzed to evaluate the cleanliness of dentin walls and possible bacterial adhesion after Enterococcus faecalis inoculation. Thirty palatal roots of human first pre-molars were prepared by conventional technique. Therefore, the sample were randomly divided into 3 experimental groups with 10 teeth each: G1 - control, G2 - Er:YAG laser irradiation and G3 - Nd:YAG laser irradiation. Samples were filled with free 99mTc and placed in test tubes containing 1ml of saline solution. After 1 hour, the radioactive isotope (99mTc) was counted. After that, 3 roots were processed for analysis of dentin cleaning through SEM images and the 7 remaining roots were infected with Enterococcus faecalis for 21 days. The microbial presence and adhesion were verified and evaluated by SEM. After the statistical treatment (ANOVA), it was concluded that Nd:YAG irradiation significantly decreased dentin permeability. Er:YAG irradiation showed significant differences in cleaning efficacy and the G1 (control) had the lowest rates of adherence and contamination of dentin walls, followed by the G3 and G2.

Análogos da timidina têm sido marcados com diferentes radioisótopos devido ao seu potencial em monitorar a proliferação incontrolável de células. Considerando que o radioisótopo tecnécio-99m mantém ainda uma posição privilegiada devido às suas propriedades químicas e nucleares, este trabalho constituiu-se do desenvolvimento de uma nova técnica de marcação da timidina com o 99mTc, mediante o emprego de complexos organometálicos. Os objetivos do trabalho foram: a síntese do complexo organometálico carbonil-tecnécio-99m; marcação da timidina com este complexo precursor; avaliação da estabilidade; e avaliações radioquímicas e biológicas com animais sadios e portadores de tumor. A preparação do complexo precursor, utilizando o gás CO foi de fácil execução, assim como a marcação da timidina com este precursor, obtendo-se uma pureza radioquímica &ge; 97% e &ge; 94%, respectivamente. Sistemas cromatográficos com bons níveis de confiabilidade foram utilizados, podendo qualificar e quantificar as espécies radioquímicas. O resultado do estudo in vitro da lipofilicidade revelou que o a timidina radiomarcada é hidrofílica, com um coeficiente de partição (log P) de -1,48. O complexo precursor e a timidina radiomarcada apresentaram boa estabilidade radioquímica em até 6 h em temperatura ambiente. A estabilidade com soluções de cisteína e histidina apresentaram perdas entre oito e onze pontos percentuais para concentrações de até 300 mM. Os ensaios de biodistribuição em camundongos sadios indicaram que a timidina radiomarcada apresentou uma rápida depuração sangüínea e baixa captação nos demais órgãos, com predominância de excreção da droga pelo sistema urinário e hepatobiliar. A captação tumoral foi baixa, apresentando valores de 0,28 e 0,18 %DI/g para tumor de pulmão e mama, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem mais investigações em outros modelos tumorais ou a modificação da estrutura da molécula orgânica que atua como ligante. / Thymidine analogs have been labeled with different radioisotopes due to their potential in monitoring the uncontrollable cell proliferation. Considering that the radioisotopes technetium-99m still keep a privileged position as a marker due to its chemical and nuclear properties, this dissertation was constituted by the developed of a new technique of labeling of thymidine analog with 99mTc, by means of the organometallic complex. The aims of this research were: synthesis of the organometallic complex technetium-99m-carbonyl, thymidine labeling with this precursor, evaluation of stability, and radiochemical e biological evaluation with healthy and tumor-bearing animals. The preparation of the organometallic precursor, using the CO gas, was easily achieved, as well as the labeling of thymidine with this precursor, resulting itself a radiochemical pureness of &ge; 97% and &ge; 94%, respectively. Chromatography systems with good levels of trustworthiness were used, ensuring the qualification and quantification of the radiochemical samples. The result of in vitro testing of lipophilicity disclosed that the radiolabeled complex is hydrophilic, with a partition coefficient (log P) of -1.48. The precursor complex and the radiolabeled have good radiochemical stability up to 6 h in room temperature. The cysteine and histidine challenge indicated losses between 8 and 11% for concentrations until 300 mM. The biodistribution assay in healthy mice revealed rapid blood clearance and low uptake by general organs with renal and hepatobiliary excretion. The tumor concentration was low with values of 0.28 and 0.18 %ID/g for lung and breast cancer, respectively. The results imply more studies in other tumor models or the modification of the structure of the organic molecule that act like ligand.

Nos últimos 15 anos a utilização do complexo [[99mTc](H2O)3(CO)3]+ como intermediário para obtenção de radiofármacos de [99mTc]tecnécio, para aplicações em cardiologia, neurologia e oncologia tem se tornado mais intensa devido a facilidade de obtenção a partir de soluções aquosas e a facilidade de substituição das moléculas de H2O por átomos ligantes de outras moléculas. Neste projeto preparamos novos complexos do tipo [[99mTc](CMNS001-3)(H2O)(CO)3]+, onde (CMNS001) = N-[(4-metoxi)benzil]-1,2- diaminoetano e (CMNS003)= N,N\'-bis-[(4-metoxi)benzil]-1,2-diaminoetano e avaliamos a captação desses complexos, mais o radiofármaco [[99mTc](MIBI)6]+, utilizado como referência, em linhagens tumorais de melanoma (B16F10) e de mama (MCF-7 e MDA-MB-231). A captação in vitro de ambos derivados [[99mTc](CMNS001-3)(H2O)(CO)3]+ atingiu valores próximos a 5 % do total da dose inoculada, tendo sido superior ao 1 % obtidos com o [[99mTc](MIBI)6]+. A avaliação da distribuição subcelular mostrou concentração de dos novos complexos ocorre na fração da membrana, para a linhagem MDA-MB-231, enquanto para a linhagem B16F10 observamos uma concentração semelhante entre membrana celular e citoplasma, a concentração do [[99mTc](MIBI)6]+ em maior proporção no citoplasma. Estudo de biodistribuição em camundongos permitiram observar a captação máximo de 1,6 % da dose administrada por grama de tecido tumoral, para o complexo [[99mTc](CMNS001)(H2O)(CO)3]+, enquanto que outros órgão como coração, pulmão e músculo, apresentaram captação da ordem de 5,6 %, 6,4% e 2 %, respectivamente. Os complexos desenvolvidos neste trabalho mostraram alta taxa de captação in vitro, mas que não foi reproduzida no modelo in vivo, o qual pode estar relacionado à baixa concentração dos complexos no interior das células e a menor vascularização do tecido tumoral, com menor aporte dos complexos através do sistema sanguíneo. / Over least 15 years the complex [[99mTc](H2O)3(CO)3]+ has been used as an intermediary to obtain technetium radiopharmaceuticals for applications in cardiology, neurology and oncology. Two important characteristics of this molecule are the easily that compound is obtained from aqueous solutions and the ease of substitution of H2O molecules by atoms of other ligand molecules. In this project we prepared new complexes [[99mTc](CMNS001-3)(H2O)(CO)3]+, where (CMNS001) = N-[(4-methoxy) benzyl]-1,2-diaminoethane, (CMNS003) = N,N\'- bis-[(4-methoxy)benzyl]-1,2-diaminoethane, and assessed the uptake of these complexes in murine melanoma cancer cell B16F10 and breast cells MCF-7 and MDA-MD-231, and compared with [[99m](MIBI)6]+ uptake. In vitro uptake for both new technetium complex reached values close to 5%, for all cell lines, whereas the [[99mTc](MIBI)6]+ uptake was close to 1 %. The assessment of subcellular distribution showed high accumulation of the new complex in the membrane fraction, for MDAMB- 231, while for B16F10 accumulation occurred both in membrane and cytoplasm; the concentration of [[99mTc](MIBI)6]+ was mainly in the cytoplasm portion. Biodistribution study in mice allowed to observe the capture of up to 1.6% of the administered dose per gram of tumor tissue for the complex [[99mTc](CMNS001)(H2O)(CO)3]+, whereas other organs such as heart, lung and muscle, showed uptake of about 5.6%, 6.4% and 2%, respectively. The complexes in this work showed a high rate of uptake in vitro, but was not reproduced in vivo model, which can be related to low concentration of the complexes inside the cells and reduced vascularity of tumor tissue, with lower intake of complex through the blood system.

Diagnóstico precoce e tratamento de melanoma, um tumor cutâneo com o pior prognóstico, é extremamente importante para um resultado clínico favorável. A biblioteca de peptídeos phage display é um recurso útil de triagem para identificar peptídeos bioativos que interagem com alvos em cânceres. O objetivo desse estudo foi a avaliação de dois traçadores de tecnécio-99m com sequências peptídicas RGD e NGR, conjugados com o quelante bifuncional MAG3. Os conjugados peptídicos (10 &mu;L de uma solução &mu;g/&mu;L) foram marcados com tecnécio-99m usando tampão de tartarato de sódio. A avaliação radioquímica foi feita por ITLC e confirmada por CLAE. O coeficiente de partição foi determinado e ensaios de internalização foram realizados em duas linhagens celulares de melanoma (B16F10 e SKMEL28). A avaliação da biodistribuição dos traçadores foi realizada em animais sadios em diferentes tempos e também em camundongos portadores de células tumorais aos 120 min após a sua administração. Estudos de bloqueamento também foram conduzidos pela co-injeção de peptídeo frio. O desempenho dos conjugados peptídicos mostraram-se bastante parecidos em diversas avaliações. Eles foram radiomarcados com alta pureza radioquímica (>97%). Ambos são hidrofílicos, com excreção renal preferencial. A captação tumoral foi maior para células SKMEL28 do que para as células B16F10, especialmente para o 99mTc-MAG3-PEG8-c(RGDyK) (7,85±2,34 %DI/g) aos 120 min pós-injeção. O desempenho do 99mTc-MAG3-PEG8-c(RGDyk) foi superior que o do traçador com NGR, quanto à captação no melanoma humano podendo ser considerado como um promissor radiofármaco para diagnóstico de melanoma. / Early diagnosis and treatment of melanoma, a cutaneous tumor with a serious prognosis, is extremely important for optimal clinical outcome. Phage display peptide libraries are a useful screening resource for identifying bioactive peptides that interact with cancer targets. The aim of this study was the evaluation of two technetium-99m tracers for angiogenesis detection in melanoma model, using cyclic peguilated pentapeptide with RGD and NGR motifs conjugated with bifunctional chelator MAG3. The conjugated peptides (10 &mu;L of a &mu;g/&mu;L solution) were labeled with technetium-99m using a sodium tartrate buffer. Radiochemical evaluation was done by ITLC and confirmed by HPLC. Partition coefficient was determined and internalization assays were performed in two melanoma cells (B16F10 and SKMEL28). Biodistribution evaluation of the tracers was done in healthy animals at different times and also in mice bearing the tumor cells at 120 min post injection. Blocking studies were also conducted by co-injection of cold peptides. The conjugated showed the same profile in many evaluations. They were radiolabeled with high radiochemical purity (>97%). Both were hydrophilic, with preferential renal excretion. Tumor uptake was higher for human melanoma cells than for murinic melanoma cells, specially for 99mTc-MAG3-PEG8-c(RGDyK) (7.85±2.34 %ID/g) at 120 min post injection. The performance of 99mTc-MAG3-PEG8-c(RGDyk) was much better than NGR tracer concerning human melanoma uptake and might be considered in future investigations focusing radiotracers for melanoma diagnosis.